鋼筋混凝土缺角板受彎性能試驗研究與有限元分析.pdf

1、中圖分類號：UDC：工學(xué)碩士學(xué)位論文鋼筋混凝土缺角板受彎性能試驗研究與有限元分析碩士研究生：于鳳龍導(dǎo)師：曹大宮專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程揚州大學(xué)二0一五年六月于風龍鋼筋混凝土缺角板受彎性能試驗研究與有限元分析摘要舊城改造是我國各地政府普遍關(guān)注的熱點問題之一。寬柱雙梁框架結(jié)構(gòu)體系是改造lu建筑物的一種新的理念，可廣泛應(yīng)用于砌體結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)的住宅、旅館、醫(yī)院等建筑物的改造中，尤其能滿足小空間改造成大空間的改造要求。雖然該結(jié)構(gòu)體系早就廣泛應(yīng)用于實際工

2、程中，但其系統(tǒng)的理論研究在國內(nèi)外幾乎是空白。在寬柱雙梁框架結(jié)構(gòu)體系的托換改造流程中，基于施工方便的考慮，在樓面四角開孔澆筑柱混凝土，便形成了四角開孔鋼筋混凝土板。鋼筋混凝土缺角板經(jīng)常出現(xiàn)，但各類文獻表明國內(nèi)外尚未見到與其有關(guān)的研究報道。因此，有必要對缺角板的塑性極限分析進行相關(guān)的試驗研究及有限元分析，研究缺角板在荷載作用下的塑形鉸線的形成、位置以及其極限承載力，有助于合理評估既有樓面板的承載力，完善其設(shè)計理論，對于舊房加固改造具有重要意

3、義。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目《鋼筋砼寬柱雙梁框架結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于舊房托換改造中的設(shè)計理論研究》，設(shè)計制作了7塊不同開孔系數(shù)的板，圍繞開孔大小對板受彎性能的影響，進行了相關(guān)的試驗研究及理論分析。進行缺角板靜載試驗研究，觀察試驗過程及破壞形態(tài)，研究試件的開裂荷載、裂縫的形態(tài)及發(fā)展規(guī)律、極限荷載、屈服線模式等。基于有限元軟件ABAQUS進行有限元非線性模擬，并將有限元分析結(jié)果與試驗結(jié)果進行了比較。研究結(jié)果表明：四邊簡支缺角板跨中區(qū)域鋼筋首先

4、發(fā)生屈服，缺角邊周圍鋼筋后發(fā)生屈服，隨后跨中區(qū)域鋼筋屈服范圍不斷擴展，同時往四角延伸，形成塑性鉸線，最終板頂面缺角U角心處混凝土沿著與板邊入致成45。方向被壓碎；開孔系數(shù)K值對缺角板的受力性能和破壞特征產(chǎn)生一定的影響；基于有限元分析方法獲得的開裂荷載、屈服荷載和極限荷載與試驗結(jié)果吻合相對較好，說明基于ABAQUS對鋼筋混凝土缺角板的靜力學(xué)性能進行了較為準確的模擬，同時也驗證了試驗的準確性；利用塑性鉸線法針對不同開孔系數(shù)K值的缺角板提出不